Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Cet article fait suite à la présentation du contexte et de la méthodologie d'écoconception en génie électrique. A travers quelques exemples d’études issues de l’état de l’art, cette partie propose des illustrations des approches d’Analyse sur cycle de vie (ACV) et d’éco-optimisation dans le domaine du génie électrique. Il s’agira, en particulier, d'analyser des comparaisons entre impacts environnementaux des matériaux, ou composants utilisés dans les systèmes électriques ou électroniques de puissance.
Enfin, un exemple d’écodimensionnement d’une machine électrique est présenté, montrant que, dans certains contextes, favoriser le rendement de fonctionnement est contraire à la minimisation des impacts.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Hamid BEN AHMED : Enseignant-chercheur – Département de mécatronique - ENS Rennes, laboratoire SATIE
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Briac BAUDAIS : Ingénieur en Génie électrique, doctorant - ENS Rennes, laboratoire SATIE
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Gurvan JODIN : Enseignant-chercheur – Département de mécatronique - ENS Rennes, laboratoire SATIE
INTRODUCTION
Bien que relativement confidentielles, quelques études ACV de composants du génie électrique sont publiées soit par des industriels, soit par des académiques. Un état des lieux spécifique pour l’électronique de puissance est proposé dans une publication par les membres d’un groupe de travail dénommé « Convertisseurs électroniques de puissance plus soutenables (CEPPS) » du GDR SEEDS.
Dans cet article, nous allons illustrer un certain nombre d’études issues de la bibliographie. Nous commencerons par des exemples liés aux matériaux du génie électrique, puis des exemples relatifs à quelques dispositifs électriques. Les premiers exemples se limitent à la phase de fabrication (hors usage). La phase d’utilisation est liée aux conditions d’utilisation et donc très spécifique à l’exemple traité, c’est-à-dire peu généralisable.
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MOTS-CLÉS
écoconception impacts environnementaux analyse cycle de vie ACV ICV inventaire sur cycle de vie circularité systèmes électriques
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Impacts des principaux composants en électronique de puissance
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2. Conséquences de la fabrication des aimants à base de terres rares
2.1 Effet de la source de gisement
Le néodyme, le praséodyme et le dysprosium sont des éléments de terres rares souvent utilisés dans les aimants à haute performance. Les travaux issus de estiment l’impact environnemental de la production d’un aimant en néodyme fer bore (NdFeB) de 1 kg à partir de trois grands gisements (figure 3 ). L’évaluation porte sur la plus grande production d’oxyde de terres rares (OTR) à Bayan Obo (Chine), ensuite celle dans une mine à Mount Weld (Australie) et enfin celle de la mine à Mountain Pass (États-Unis) qui a fermé ses portes en 2015. Les impacts de l’affinage des métaux et de la production finale d’aimants sont ensuite ajoutés.
Les impacts environnementaux, tout au long du cycle de vie de la production d’aimants, sont dominés par la production de composants à base de terres rares (50-99,9 %). L’utilisation de terres rares provenant de la mine américaine présente la meilleure performance environnementale globale en raison d’une meilleure manipulation des produits chimiques. Les différences les plus importantes par rapport à la pire filière (chinoise) concernent l’écotoxicité en eau douce et en milieu terrestre, l’acidification, l’eutrophisation de l’eau douce, les particules et la toxicité pour l’homme. Des différences plus faibles sont observées à propos du changement climatique, l’épuisement des ressources et l’eutrophisation marine.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - FANG (L.), TURKBAY ROMANO (T.), RIO (M.), MELOT (J.), CREBIER (J.C.) - L’apport des normes et de la réglementation pour la soutenabilité en électronique de puissance. - Symposium de génie électrique, SGE 2023, Lille (2023).
-
(2) - HERIBERT (J.) - Mise en application réussie de la directive ErP. - Eaton, Livre blanc Directive ErP 2009/125/CE (2014).
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(3) - SPHERA - Electronics in LCA and Life Cycle Thinking of Electronics, Hot Spots and Lessons (to be) Learned. - SICT, Belgique, Sphera (2020). http://PowerPoint-Präsentation (sictdoctoralschool.com)
-
(4) - HERRMANN (C.), SPIELMANN (M.) - Methods and Overview on Activities on Carbon Footprints. - Electronic Goes Green, Berlin (2008).
-
(5) - WOLFOVA (M.), ESTOKOVA (A.), ONDOVA (M.), MONOKOVA (A.) - Comparing of the external bearing wall using three cultural perspectives in the life cycle impact assessment. - IOP Conference Series : Materials Science and Engineering, 385, p. 012064, 10.1088/1757-899X/385/1/012064 (2018).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
1.1 Entreprises proposants des bases de données ACV
AccessCCUS – Site web à l’initiative de l’université du Michigan (USA) https://assessccus.globalco2initiative.org/lca/databases/
Ademe – Base Empreinte® https://base-empreinte.ademe.fr/
CODEE – Conception développement durable environnement Un département du LCIE https://codde.fr/
Écoinvent https://ecoinvent.org/
EPLCA https://eplca.jrc.ec.europa.eu/ELCD3/
Sphera – GaBi Database https://sphera.com/product-sustainability-gabi-data-search/
WEE-LCI – Base de données LCI de l’écosystème https://weee-lci.ecosystem.eco/
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